5G改進完善蜂窩連接，成工業(yè)4.0革命的關(guān)鍵技術(shù)

近些年來，很少有制造業(yè)的發(fā)展趨勢像工業(yè)4.0那樣引人注目了。這場由數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)革命有望使工廠成為一個更安全、更高效的地方，但是在今天的技術(shù)還無法完全實現(xiàn)這一點。雖然目前連接的工廠有了顯著的進展，但是制造業(yè)需要更好的蜂窩連接來形成更好的工業(yè)4.0規(guī)模。

世界上有超過500億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，當下的連接器很快就會不足，制造商已經(jīng)將許多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成到他們的設(shè)施中，但現(xiàn)代連接可能無法支持更大的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。這就是5G物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的用武之地。

5G將使物聯(lián)網(wǎng)更上一層樓。這種升級對制造商來說是十分有利的，下面我們來看看新網(wǎng)絡(luò)將如何改變工業(yè)4.0。

硬線連接的缺點

一些人可能不太認可5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)。畢竟，美國需要八倍的基礎(chǔ)設(shè)施來支持這些新的連接，這是一個巨大的不便。既然硬線連接已經(jīng)提供了如此高的速度和可靠性，為什么還要切換到工業(yè)4.0的蜂窩網(wǎng)絡(luò)呢？

固定連接相對無線連接來說確實有一些優(yōu)點，但它們相對也存在著缺點。在一個工廠里，人和機器都在不斷地移動，物理電線就成了一個阻礙。有人會拔掉以太網(wǎng)線，這就會危及到任何依賴它的關(guān)鍵任務(wù)操作。

硬線連接也限制了靈活性，這是許多工廠存在的問題。如果一個工廠需要充足或者調(diào)整它的運作，它將會花費大量的時間和資金。由于許多新技術(shù)只支持無線連接，堅持使用硬線連接系統(tǒng)就會將設(shè)備限制為傳統(tǒng)工具。

對于制造商來說，物理連接是可靠的，但無線連接式必要的。

5G如何改善蜂窩連接

以太網(wǎng)無線連接的優(yōu)勢顯而易見，但為什么5G是必要的呢？第五代蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要從三方面受益：速度、延遲和寬帶。這三項都是5G的改進，也都是IIoT工作的必要條件。

專家預(yù)計，5G的速度至少是目前4G LTE連接速度的10倍。有些人甚至預(yù)測它將比現(xiàn)在快100倍。如此巨大的增長速度幾乎可以讓任何在線操作成為可能。

由于延遲接近零，這些連接在處理任務(wù)關(guān)鍵型工作負載時也會更加可靠。但是許多企業(yè)會擔心當前使用的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)中斷問題，從而由于是否將企業(yè)功能轉(zhuǎn)移到云端。但5G出現(xiàn)之后，他們就可以不用擔心這個問題了。

大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要相當大的寬帶支撐，這是目前IIoT運作最大的障礙之一，而5G驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)就可以很大程度上解決這個問題。

萬物互聯(lián)

寬帶升級是5G在制造業(yè)中的一個顯著優(yōu)勢。它可以在同一領(lǐng)域支持更多的設(shè)備，制造商可以大規(guī)模地實施物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

萬物互聯(lián)，所有東西——包括進程，有時還有人——都是在線的，而不是一些物理設(shè)備。想象一下，在一個工廠里，每臺機器、產(chǎn)品、實用程序和功能都可以在一個網(wǎng)絡(luò)上進行通信。如果沒有5G的帶寬改進，這種連接水平將不可能實現(xiàn)。

從某種意義上說，工廠里的每件事都已經(jīng)聯(lián)系在一起了，因為某一點上的錯誤會擾亂整個過程。萬物互聯(lián)將使設(shè)施能夠在故障發(fā)生之前看到并對這些錯誤做出反應(yīng)。

預(yù)測性維護

IIoT的好處之一就是可以執(zhí)行預(yù)測性維護。在機器發(fā)生故障之前，傳感器就可以進行提醒或者內(nèi)部維修。這種做法在今天已經(jīng)部分實現(xiàn)了，但是5G可以在設(shè)施的每臺機器上實現(xiàn)這個功能。

即使是定期的維護計劃也不總是對機器有利的。太多的因素會影響系統(tǒng)的狀態(tài)，維護需求即使頻繁，也很少按計劃發(fā)生。持續(xù)的監(jiān)控和分析是最好的解決方案，但是在多個設(shè)備上運行這些傳感器需要大量的帶寬支持。

在5G網(wǎng)絡(luò)上，制造商可以使用廣泛的預(yù)測性維護而不必擔心。由于這使機器一年的可用性有效增加了，這將大大提高生產(chǎn)率。僅從這一應(yīng)用中節(jié)省的成本就可以彌補5G基礎(chǔ)設(shè)施的成本。

遠程監(jiān)控和服務(wù)

一臺機器內(nèi)的傳感器并不是監(jiān)測和維護的唯一一部分，在5G網(wǎng)絡(luò)中，工作人員可以隨地查看監(jiān)控數(shù)據(jù)。這種無障礙性不僅方便，而且可以節(jié)省工人步行到每臺機器檢查的時間。

也不僅僅適用于遠程維護。數(shù)據(jù)分析是當今許多業(yè)務(wù)實踐的基石，能夠遠程進行數(shù)據(jù)分析使數(shù)據(jù)驅(qū)動流程更加靈活。公司可以向投資者顯示實時數(shù)據(jù)，在大樓外與分析師分享信息，等等。

他們不僅可以遠程查看數(shù)據(jù)，還可以遠程操作數(shù)據(jù)。5G物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以運行故障排除甚至基本維修，而無需工人親自到場。有了這些優(yōu)勢，制造商可以使服務(wù)成為一個更有效的過程，減少停機時間和節(jié)省資金。

自動駕駛

城市中的5G網(wǎng)絡(luò)最終可以讓自動駕駛汽車成為現(xiàn)實，這要歸功于它的速度、帶寬和低延遲。制造商可以在市政當局之前利用這一優(yōu)勢，在其設(shè)施中啟用更多的自動引導(dǎo)車輛（AGV）。一些工廠已經(jīng)在使用AGV，但是Wi-Fi無法支持太多agv，限制了它們的實用性。

隨著5G在制造工廠的投入，將有可能運行一個完整的AGV車隊。撇開數(shù)字不談，這些車輛的延遲越低越好，因為任何網(wǎng)絡(luò)中斷都可能阻礙它們的導(dǎo)航。如果這些設(shè)備要安全地與人們一起工作，他們需要一個可靠的網(wǎng)絡(luò)。

盡管AGV具有效率和安全性優(yōu)勢，但在制造業(yè)中，AGV的采用率并不高。截至2018年，非制造環(huán)境部署的AGV是制造商的12倍多。5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)可能使這些技術(shù)在更多的設(shè)施中可行。

操作靈活性

靈活性對制造商來說越來越重要，但該行業(yè)歷來缺乏靈活性。今天的市場期望按需、個性化服務(wù)和產(chǎn)品，這就要求制造商迅速適應(yīng)變化。由于蜂窩連接能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的自動化，因此由于更高的效率，它帶來了更大的靈活性。

自動化比5G早了幾十年，但5G使其更加可靠和高效。它在維護、通信和無障礙方面的優(yōu)勢使制造商能夠更有效地使用更多的機器人。因此，設(shè)施可以朝著更隨需應(yīng)變的模式發(fā)展，減少內(nèi)部庫存，實現(xiàn)靈活性。

在沒有庫存的情況下，設(shè)施可以在沒有太大干擾的情況下調(diào)整運營，這在當今的數(shù)字世界至關(guān)重要。由于5G還允許制造商在無線網(wǎng)絡(luò)上運行所有機器，因此他們可以更快地發(fā)布更新。如今，自動化機器是出了名的不靈活，但5G的連通性優(yōu)勢可能會改變這種情況。

新的蜂窩網(wǎng)絡(luò)支持并改進了工業(yè)4.0

盡管缺乏5G網(wǎng)絡(luò)，但向工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)變已經(jīng)開始。然而，如果沒有這些新的蜂窩連接，制造商將無法將工業(yè)4.0推向最大的潛力。今天的系統(tǒng)速度太慢，不可靠，而且有限，無法處理制造商需要的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模。

制造業(yè)的5G將有助于該行業(yè)超越物聯(lián)網(wǎng)，進入萬物互聯(lián)。當設(shè)施中的所有設(shè)備都能在單一網(wǎng)絡(luò)上運行并且運行可靠時，制造商將變得更安全、更高效、更有利可圖。5G物聯(lián)網(wǎng)將有助于該行業(yè)成為它所需要的，以滿足現(xiàn)代世界的需求。

廣泛的5G網(wǎng)絡(luò)距離成為現(xiàn)實還需要幾年的時間。當它們成為現(xiàn)實時，它們可能會徹底改變制造業(yè)。
責編AJX